Авторы: А.Н. Долуденко, к.ф.-м.н., Л.Н. Чабан, к.т.н. – Объединенный институт высоких температур РАН
Аннотация: Из года в год интерес к возобновляемым источникам энергии в мире неуклонно возрастает. ВИЭ приобрели не только энергетическое и экологическое, но и мировое политическое звучание и в наше время уже вносят заметный вклад в мировой энергетический баланс.
Основные причины интереса к практическому использованию ВИЭ можно сформулировать следующим образом:
– ресурсы ВИЭ (солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, геотермальная энергия, энергия малых рек, энергия морских волн и приливов, низкопотенциальное природное и сбросное тепло и др.) практически неограничены, во много раз превышают обозримые потребности человечества в энергии и постоянно восполняемы;
– использование ВИЭ не ведет к существенному загрязнению окружающей среды и не приводит к изменению теплового баланса Земли;
– в отличие от нефти, газа, угля и урана ресурсы ВИЭ более равномерно распределены по территории стран и регионов, они не находятся в монопольном владении ограниченного числа стран, и их освоение рассматривается как фактор энергетической и политической безопасности.
Тем не менее, продвижение ВИЭ на энергетический рынок пока сдерживается относительно высокой стоимостью получаемых с их помощью энергетических продуктов (электроэнергия, тепло, холод, альтернативные топлива), что связано, прежде всего, с характерными для ВИЭ низкими плотностями энергетических потоков и их нестабильностью и, как следствие этого, необходимостью значительных затрат на оборудование, обеспечивающее сбор, аккумулирование и преобразование энергии.
Вместе с тем высокие начальные капитальные затраты на создание энергоустановок на ВИЭ в ряде случаев компенсируются низкими эксплуатационными затратами, не связанными с использованием дорогих органических топлив, и уже сегодня благодаря прогрессу в разработке технологий делают их привлекательными для многих практических приложений.
В соответствии с Распоряжением Правительства РФ от 08 января 2009 г. России к 2020 году предписано достичь вклада ВИЭ в производство электроэнергии (без ГЭС мощностью более 25 МВт) на уровне 4,5%, или ввести в эксплуатацию энергоустановки на ВИЭ суммарной мощностью более 25 ГВт. Для условий России, где установленная мощность энергоустановок на ВИЭ в настоящее время не превышает 2,2 ГВт, а ежегодная выработка электрической энергии составляет не более 8,5 млрд. кВтч или менее 1 процента от общего объема производства электроэнергии – это достаточно сложная задача, успешное решение которой требует разработки и принятия в сжатые сроки ряда нормативных документов и законодательных актов, определяющих конкретные меры стимулирования ускоренного развития ВИЭ в стране.
Для успешного решения поставленной задачи государству необходимо найти оптимальные варианты стимулирования частных инвестиций с минимальным вкладом бюджетных средств.
Осуществление проектов возобновляемой энергетики (ВЭ) в России – помимо решения технологических и технических задач – ставит задачи оценки возможности и эффективности использования ВИЭ для энергообеспечения различных потребителей, расположенных в природно-климатических условиях различных регионов страны. При этом, с одной стороны, необходимы обширные массивы информации, которые охватывают как природные ресурсы территории, так и экономические характеристики региона. С другой стороны, необходимо привлечь такие инструменты анализа, которые позволяли бы собирать, оперативно модернизировать и преобразовывать эти массивы данных, отображать их; путем всестороннего анализа получать обоснованные оценки и выполнять расчеты. В связи с комплексностью указанной проблемы, а также с известной «региональностью» возобновляемой энергетики, становится необходимым и возможным использование инструментария геоинформационных технологий. При этом должны быть использованы те функциональные возможности ГИС, которые отличают ее от других программ, работающих с пространственно-координированными данными: ГИС позволяет анализировать и обновлять находящуюся в базе данных информацию и на ее основе создавать новые данные. В этом случае можно успешно работать с большими массивами информации, используя модульность ГИС, что позволяет связывать воедино отраслевые информационные ресурсы муниципальных районов, населенных пунктов, областей, федеральных округов.
Поскольку ГИС по возобновляемой энергетике должна обеспечивать пользователя инструментами для аналитических решений в области ВЭ, это определяет ряд задач, стоящих перед:
– сбор, обобщение и формирование массивов географически привязанных данных о ресурсах возобновляемых источников энергии на территории России (солнце, ветер, геотермальная энергия, энергия малых рек, и т.п.); выбор способов представления этой информации;
– обеспечение визуализации информации в виде таблиц, графиков, диаграмм, других визуальных средств.
Разработанная в ОИВТ РАН ГИС по ВИЭ создана в виде карты РФ. Она обеспечивает визуализацию благоприятных мест расположения на территории РФ основных видов ВИЭ: солнечной, ветровой, приливной, геотермальной. Визуализация предполагает выделение цветом или маркером субъекта РФ, на территории которого возможно использование выбранного типа ВИЭ.
ГИС выводит информацию о доступных климатических параметрах (в том числе осредненных за год, месяц): солнечной радиации, скорости ветра, температуру окружающей среды, в каждом из субъектов РФ как в виде карт, так и в табличном виде.
Разработанная ГИС предназначена для визуально-интерактивного анализа информации по возобновляемым источникам энергии на территории Российской Федерации.
